[发明专利]一种温敏性聚砜接枝共聚物和温敏性聚砜膜

说明书

本发明公开了一种温敏性聚砜接枝共聚物和温敏性聚砜膜，该温敏性聚砜接枝共聚物的结构如式I所示。温敏性聚砜膜的制备方法包括以下步骤：将温敏性聚砜接枝共聚物和聚砜加入溶剂中，搅匀得到铸膜溶液；铸膜溶液除杂并去除气泡，在玻璃板上刮成均匀薄膜，浸入凝固浴恒温水槽中2～24小时，铸膜液发生凝胶、固化，取出后放置蒸馏水中浸泡24小时以上，最后用蒸馏水漂洗后晾干，制得温敏性聚砜膜。本发明的接枝共聚物侧链具有LCST和UCST可调节特性，因此可以赋予聚砜共混膜LCST和UCST可调节特性。

技术领域

本发明属于功能性高分子材料领域，具体涉及一种温敏性聚砜接枝共聚物和温敏性聚砜膜，及其合成方法和用途。本发明的温敏性聚砜接枝共聚物和温敏性聚砜膜具有可调节的LCST(低临界溶解温度)和UCST(高临界溶解温度)。

背景技术

膜分离技术是起始于20世纪的一种新型分离技术，它利用以天然或人工合成的高分子薄膜为介质，以外界能量或化学位差为推动力，推动目标物质通过，从而对物料进行分离、提纯。该技术具有高效分离、能耗低、无相变、设备简单、易操作等优点，广泛应用于食品、药品、冶金、化工、电力等诸多行业，特别是在水和废水处理方面受到人们的关注，并被认为是本世纪最有发展潜力的水处理技术之一。

膜分离技术的核心部件是膜材料，主要有无机膜材料和有机膜材料两类。有机膜因为优点众多而被广泛生产和应用，因此目前应用的膜材料是以有机高分子膜为主。可以成膜的有机材料很多，常用的有机材料有纤维素类、聚砜类、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚酮(PEK)、聚酰亚胺(PI)等工程高分子材料。这些有机膜材料可以应用于很多场合，并且具有一定的应用优势，但由于自身特性的限制，在应用中也存在一定的限制。特别是随着膜分离技术应用领域的日益扩大，对膜材料的性能要求也不断提高，因此，改进膜材料的性能以制备符合要求的膜材料显得意义重大。

刺激响应性聚合物的物理化学特性强烈地依靠外界各种刺激条件，比如电场、磁场、光、氧化还原电位、离子强度、温度和pH值等。这种刺激响应特性使得这类聚合物材料可以应用于蛋白质分离膜、传感器、药物输送等各个方面，因而引起大家的广泛关注。而将刺激响应性聚合物应用于膜材料可以赋予膜材料刺激响应性特性从而制备得到刺激响应性膜。制备刺激响应性膜的方法有很多种：包括层层组装、纳米颗粒固定化、共混或接枝聚合物链段。

目前为止，仅有发明专利CN104190273B公开了一种通过改变制膜工艺来提高PVDF-g-PNIPAAm膜温敏性及亲水性的方法，主要通过成膜工艺的优化促使温敏性聚合物链段PNIPAAm向膜表面富集，从而提高膜的温敏性。总体上，关于温敏性聚合物膜材料方面的专利总体较少，特别是没有见到过具有高临界相转变温度(LCST)和高临界相转变温度(UCST)可调节聚合物膜材料的相关研究。

发明内容

为了克服现有有机膜材料利用温敏性聚合物改性方法的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种温敏性聚砜接枝共聚物，其具有可调节的LCST(低临界溶解温度)和UCST(高临界溶解温度)。

本发明的另一目的在于提供一种温敏性聚砜膜，由上述的温敏性聚砜接枝共聚物制成。

本发明的再一目的在于提供上述共聚物和聚砜膜的用途。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种温敏性聚砜接枝共聚物，其结构如式I所示：

式中，x的范围是0～1；

m为10～150的整数，n为80～200的整数。

上述温敏性聚砜接枝共聚物的合成方法，包括以下步骤：

(1)将混合单体、氯甲基化聚砜、配基和催化剂加入到溶剂中；混合体系除氧后进行聚合反应，55～95℃下反应1～10h，产物沉淀洗涤，室温真空干燥后得到聚合物；